TDM multidétecteur des bronchectasies : Effect of Radiation Dose on Image Quality : American Journal of Roentgenology : Vol. 181, No. 2 (AJR)

Déc 8, 2021
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Bien que la CT hélicoïdale puisse être avantageuse dans l’évaluation des bronchectasies , elle présente un défaut essentiel : une exposition aux radiations plus élevée pour les patients que le CT conventionnel . Avec son temps d’acquisition inhérent plus court, la MDCT couvre un plus grand volume tout en maintenant une collimation étroite. La TDM permet également d’imager avec une résolution de voxel quasi-isotrope, fournissant ainsi des images reformatées multiplanaires et tridimensionnelles de qualité supérieure. Cependant, des préoccupations croissantes ont été exprimées au sujet de la dose de radiation élevée. Hu et al. ont constaté que la TDM permet de multiplier par deux ou trois la vitesse de couverture du volume avec une qualité d’image diagnostique comparable. La préoccupation de ces chercheurs était l’exposition aux rayonnements délivrée pour l’acquisition de centaines d’images à collimation fine et d’images multiplanaires reconstruites. Les chercheurs soulignent l’importance de maintenir les doses de rayonnement pendant les procédures de tomodensitométrie au niveau le plus bas possible. La mesure quantitative de la dose de rayonnement est importante pour établir un protocole technique standard qui réduit le risque d’exposition aux rayonnements et, en même temps, fournit des images de qualité comparable.

Des controverses existent sur le risque de rayonnement de niveaux relativement faibles d’exposition aux rayonnements ionisants. La relation entre cette exposition aux rayonnements et le risque biologique pour les patients est déterminée par une extrapolation basée sur les changements observés après une exposition à des niveaux de rayonnement plus élevés . En outre, l’âge et le sexe des patients doivent être pris en compte lors de l’analyse du risque d’un patient. Par exemple, on estime que l’administration de 1 rad (10 mGy) au sein d’une femme de moins de 35 ans augmente son risque de cancer du sein d’environ 14 % par rapport au taux spontané pour la population générale .

Les doses de rayonnement de MDCT mesurées dans l’étude actuelle (10,16-10.96 mGy à 70 mA) dépassent légèrement celles rapportées par Lucidarme et al. (7,0-8,0 mGy pour la tomographie hélicoïdale à un seul détecteur) et sont similaires à celles rapportées par Jung et al. (8,93-12,10 mGy pour la tomographie hélicoïdale à un seul détecteur), bien que les techniques de balayage de Lucidarme et al. et de Jung et al. diffèrent de celles de notre étude. Notre protocole de balayage a utilisé une collimation plus fine et un courant de tube plus faible que ceux de Lucidarme et al. et de Jung et al. Néanmoins, la dose de rayonnement dans notre étude a dépassé celle décrite pour un protocole conventionnel de CT à haute résolution utilisant 120 kVp, 170 mA, une collimation de 1 mm et des intervalles de 10 mm (2,17 mGy). Cependant, la dose de rayonnement plus élevée inhérente aux applications MDCT par rapport à la CT à haute résolution doit être considérée comme le compromis nécessaire pour surmonter certaines des limitations associées à la CT à haute résolution .

Une réduction du milliampérage entraîne une réduction proportionnelle de la dose de rayonnement pour le patient, car la dose de rayonnement est linéairement corrélée à l’ampérage à un kilovoltage fixe . En 1990, Naidich et al. ont décrit la tomodensitométrie à faible dose des poumons et ont montré une qualité diagnostique acceptable sur les tomodensitométries thoraciques conventionnelles obtenues avec un réglage aussi faible que 10 mA pour des scans de 2 secondes (20 mAs). Cette étude s’est concentrée sur les lésions parenchymateuses pulmonaires chez 12 patients sans analyse statistique. Mayo et al, utilisant une technique de CT conventionnelle (collimation de 10 mm), ont rapporté qu’une réduction de deux fois le courant du tube (de 400 à 140 mA) n’a pas causé de changement significatif dans la qualité subjective de l’image pour la détection d’anomalies médiastinales ou pulmonaires. Bien que des images diagnostiques du parenchyme pulmonaire puissent être obtenues avec 20 mA, Mayo et al. ont conclu que 140 mA est le courant de tube minimal requis pour fournir une bonne qualité d’image pour les examens de patients de poids moyen, car les techniques à plus faible dose produisent des images avec un bruit important. Nous avons montré que la qualité d’image subjective des scans MDCT (collimation de 2,5 mm, acquisition de données continue) obtenus en utilisant 70 mA est comparable aux images MDCT acquises en utilisant 170 mA et des paramètres techniques par ailleurs identiques. Ce résultat indique qu’une réduction significative de la dose de rayonnement est possible sans compromettre la qualité d’image perçue.

Un problème potentiel associé à la réduction du milliampérage est que la résolution est limitée par la marbrure quantique ; en d’autres termes, l’augmentation des artefacts et du bruit pourrait entraîner une dégradation ultérieure de l’image . Dans l’étude de Zwirewich et al, les artefacts de stries linéaires étaient plus importants sur les images de tomodensitométrie à haute résolution acquises avec une technique à faible dose (20 mA) que sur celles acquises avec une technique à forte dose, même si les deux ont été jugées de diagnostic égal dans la plupart des cas. Comme le poumon est aéré et donc de faible atténuation, le poumon présente un contraste plus élevé que les organes solides tels que le foie. Par conséquent, la détection des changements pathologiques devrait dépendre moins du bruit de l’image dans le poumon que dans les organes solides.

Dans notre étude, le rapport signal/bruit plus faible du CT à faible dose n’a pas affecté de manière significative la qualité subjective de l’image. À 70 mA, des images de bonne qualité ont pu être obtenues dans les fenêtres pulmonaires et médiastinales (score moyen, près de 4,0 ) (tableau 1). À 40 mA, la qualité de l’image s’est détériorée et le bruit de l’image a augmenté (score moyen, proche de 3,0 ) (tableau 1). Nous avons constaté qu’une augmentation abrupte du bruit (53,57-69,23 H) était associée à une diminution perçue de la qualité de l’image (de près de 4,0 à 3,3) lorsque le milliampérage était réduit de 70 à 40 mA. Par conséquent, un protocole MDCT avec 40 mA peut présenter certaines limitations en termes de qualité diagnostique par rapport aux images acquises avec 70 mA.

Une limitation possible de la MDCT à faible dose est la quantité accrue de données de balayage qui résulte des acquisitions volumétriques utilisant une collimation étroite. Les scans MDCT à faible dose consistaient en 175-211 images pour chaque patient, y compris les images reformatées coronalement (moyenne, 204 images ; les données d’image totales résultantes, 512 × 512 × 204 = 53,5 Mo) pour chaque patient. Néanmoins, les progrès des applications logicielles et matérielles et l’amélioration des techniques de compression d’images pourraient permettre de surmonter le problème du stockage de grandes quantités de données. Un autre problème résultant de l’explosion des données associée à la TDM est le temps plus important nécessaire aux radiologues pour examiner ces données. Ces exigences de temps accrues comprennent non seulement le temps nécessaire pour examiner le nombre accru d’images qui composent les ensembles de données MDCT, mais aussi le temps nécessaire pour le post-traitement de l’image nécessaire pour produire des images reformatées multiplanaires.

Une limitation de notre étude est le fait que nous avons évalué des patients avec des voies respiratoires normales, bien que les patients étaient cliniquement soupçonnés d’avoir des bronchectasies. Une autre limitation est que nous n’avons évalué que six valeurs de milliampérage discret, au lieu d’utiliser une plus grande gamme de milliampérage discret ou de milliampérage continu. Par conséquent, la sélection de valeurs discrètes de milliampérage (par exemple, 40 mA, 70 mA) aux fins de cette étude ne définit pas le courant de tube le plus faible auquel des images diagnostiques utiles pour l’évaluation des bronchectasies peuvent être obtenues. Néanmoins, nos données montrent que la TDM peut être réalisée pour l’évaluation d’une bronchectasie présumée en utilisant une dose de rayonnement considérablement réduite sans compromettre la qualité d’image perçue.

En conclusion, avec un réglage de courant de tube aussi bas que 70 mA, la TDM fournit des images de qualité acceptable et des ensembles de données volumétriques pour l’évaluation de la bronchectasie. Le compromis entre l’utilisation de la MDCT plutôt que la CT conventionnelle à haute résolution est que la dose de rayonnement est cinq fois plus élevée avec la MDCT (10,54 mGy) qu’avec la CT conventionnelle à haute résolution (2,17 mGy avec des paramètres de 120 kVp, 170 mA, une collimation de 1 mm et des intervalles de 10 mm) ; cependant, l’exposition au rayonnement à 70 mA est réduite à moins de la moitié de celle à 170 mA.

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